OMIM Entry – * 609631-HELIKAZA DExD/H-BOX 58; DDX58

tekst

DDX58 to helikaza RNA należąca do rodziny DEAD/H box. Członkowie rodziny DEAD / H box mają różne role w regulacji ekspresji genów i procesów komórkowych(Imaizumi et al., 2002).

z wykorzystaniem subtraktywnej hybrydyzacji w celu identyfikacji genów indukowanych lipopolisacharydami (LPS) w komórkach śródbłonka, a następnie rasy, Imaizumi i in. (2002) wyizolował kodowanie cDNA DDX58, które nazwali RIGI. Imaizumi et al. (2002) zauważył, że RIGI został zidentyfikowany w 1997 jako gen indukowany kwasem retinowym w linii komórek białaczki promyelocytowej (GenBank AF038963). Przewidywane białko 925-aminokwasowe ma obliczoną masę cząsteczkową 101 kD i należy do rodziny DEAD/H box. RIGI zawiera motyw GxGKT, co sugeruje, że jest to helikaza RNA. Analiza Northern blot komórek śródbłonka wykryła transkrypt 3,0 kb dopiero po stymulacji LPS.

(2004) zauważył, że RIGI ma 2 kopie domeny rekrutacyjnej kaspazy (CARD) na jej końcu N, oprócz domeny helikazy C-terminalu.

Gross (2012) zmapował Gen DDX58 na chromosom 9p21.1 w oparciu o wyrównanie sekwencji DDX58 (GenBank AF038963) z sekwencją genomową (GRCh37).

stosując hybrydyzację subtraktywną, Imaizumi i in. (2002) wykazały, że stymulowane LPS komórki śródbłonka ulegają ekspresji RIGI i COX2 (PTSG2; 600262). Analizy Northern blot, Western blot i RT-PCR wykazały, że RGI mRNA i białko ulegały ekspresji w komórkach śródbłonka dopiero po stymulacji LPS w sposób zależny od stężenia. Nadekspresja RIGI selektywnie podwyższona ekspresja mRNA i białka COX2 w transfekowanych komórkach raka pęcherza moczowego i indukowana aktywność promotora COX2 w komórkach śródbłonka.

przez RT-PCR i Western blot analysis, Imaizumi et al. (2004) wykazały, że stymulowane interferonem gamma (IFNG; 147570) komórki mięśni gładkich tętnicy pępowinowej (SMCs) wyrażają RIGI mRNA i białko. Analizy immunohistochemiczne i konfokalne mikroskopii przez Imaizumi et al. (2004) wykazano cytoplazmatyczną ekspresję RIGI w SMCs in vivo. Dalsze analizy immunoblotowe i mikroskopowe wykazały, że IFNG stymuluje ekspresję RIGI w żyle pępowinowej. Ekspresję RIGI Wykryto również w normalnych ludzkich komórkach śródbłonka płucnego.

(2004) wykryto ekspresję RIGI w stymulowanej IFNG linii komórek raka piersi. Nadekspresja RIGI upregulated expression of ISG15 (G1P2; 147571).

(2004) wykazał, że dwuniciowy RNA (dsRNA) indukuje ekspresję RIGI w sposób zależny od ATPazy i zwiększa produkcję interferonu typu I (np. IFNB; 147640). Skrócona forma RIGI pozbawiona domeny helikazy, ale zawierająca motywy kart tandemowych, transdukujące sygnały prowadzące do aktywacji IRF3 (603734) i NFKB (zob. 164011). Wykorzystując interferencję RNA, Yoneyama et al. (2004) stwierdził, że RIGI jest niezbędny do wywołanej wirusem ekspresji IRF3. Doszli do wniosku, że RIGI ma zasadnicze znaczenie dla wykrywania i eradykacji replikujących się genomów wirusowych.

stosowanie wirusa zapalenia wątroby typu C (HCV; Zob. 609532) linia komórkowa wyrażająca replikon, Breiman i in. (2005) wykazał, że proteaza HCV NS3/4A zaburzała wytwarzanie IFNB zarówno w ścieżkach zależnych od TRIF (ticam1; 607601), jak i niezależnych od TRIF. Wykazali oni, że upośledzenie szlaku niezależnego od TRIF wynikało z hamowania aktywacji promotora IFNB za pośrednictwem RIGI przez NS3 / 4A.Breiman i wsp. (2005) zaproponował, że RIGI jest kluczowym czynnikiem w niezależnej od TRIF, wrażliwej na NS3/4A ścieżce aktywacji IFNB.

(2005) okazało się, że komórki wątroby nie wykazują Toll-like receptor-3 (TLR3; 603029)-zależna aktywacja IFNB w odpowiedzi na analog dsRNA, Poli(i-C), podczas gdy nienowotworowe hepatocyty wykazywały silną ekspresję IFNB zależną od TLR3 w odpowiedzi na poli(i-C). W przeciwieństwie do Poli(I-C), zarówno hepatoma, jak i normalne linie komórkowe hepatocytów wytwarzały IFNB w odpowiedzi na wirus Sendai w sposób niezależny od TLR3 i zależny od RIGI. Wyciszenie ekspresji RIGI osłabiło odpowiedź na wirus Sendai, ale nie na poli (I-C). Li i in. (2005) stwierdził, że hepatocyty zawierają dwa różne przeciwwirusowe szlaki sygnałowe prowadzące do ekspresji interferonu typu I, jeden zależny od TLR3, a drugi zależny od RIGI.

(2006) wykazał, że koniec 5-prime-trifosforanu RNA generowany przez polimerazy wirusowe jest odpowiedzialny za wykrywanie cząsteczek RNA za pośrednictwem RIGI. Wykrywanie RNA 5-prime-trifosforanu jest abrogowane przez zamknięcie końca 5-prime-trifosforanu lub przez nukleozydową modyfikację RNA, oba zachodzące podczas posttranskrypcyjnego przetwarzania RNA u eukariotów. Genomowy RNA otrzymany z ujemnego łańcucha wirusa RNA i RNA otrzymany z komórek zakażonych wirusem (ale nie z komórek niezakażonych) wywołał silną odpowiedź interferonu alfa (patrz IFNA; 147660) w sposób wrażliwy na fosfatazę. RNA 5-prime-trifosforanu bezpośrednio wiąże się z RIGI. Tak więc, nieograniczony 5-prime-trifosforan RNA (określany jako 3pRNA) obecny w wirusach rozpoznawanych przez Rigi, ale nieobecny w wirusach wykrywanych przez MDA5 (606951), takich jak pikornawirusy, służy jako cząsteczkowy podpis do wykrywania infekcji wirusowych przez Rigi.

Pichlmair i in. (2006) wykazał, że infekcja wirusem grypy A nie generuje dsRNA i że RIGI jest aktywowany przez genomowy wirusowy jednoniciowy RNA (ssRNA) zawierający 5-prime-fosforany. Jest to blokowane przez białko grypy niestrukturalne białko 1 (NS1), które znajduje się w kompleksie z RIGI w zakażonych komórkach. Pichlmair et al. (2006) stwierdził, że wyniki te zidentyfikowały RIGI jako czujnik ssRNA i potencjalny cel wirusowego unikania odporności i zasugerował, że jego zdolność do wyczuwania 5-prime-fosforylowanego RNA wyewoluowała w wrodzonym układzie odpornościowym jako środek rozróżniania między sobą a nie sobą.

(2007) poinformował, że n-końcowe domeny rekrutacji kaspazy (CARDs) RIGI ulegają silnej ubikwitynacji indukowanej przez TRIM25 (600453) w komórkach ssaków. C-zaciskowa domena SPRY trimi25 oddziałuje z N-terminalowymi kartami RIGI; ta interakcja skutecznie dostarcza połączone z lys63 ugrupowanie ubikwityny do n-terminalowych kart RIGI, powodując znaczny wzrost aktywności sygnalizacji Rigi. Pozostałość LYS172 RIGI ma krytyczne znaczenie dla efektywnej ubikwitynacji mediowanej przez TRIM25 i dla wiązania MAVS (609676), jak również dla zdolności RIGI do indukowania transdukcji sygnału przeciwwirusowego. Ukierunkowanie genów wykazało, że TRIM25 jest niezbędny nie tylko do ubikwitynacji RIGI, ale także do wytwarzania interferonu beta z udziałem Rigi i aktywności przeciwwirusowej w odpowiedzi na zakażenie wirusem RNA. Tak więc, Gack et al. (2007) wykazał, że ligaza ubikwityny TRIM25 E3 indukuje ubikwitynację RIGI związaną z lys63, która jest kluczowa dla cytosolicznego szlaku sygnałowego RIGI do wywoływania odporności wrodzonej przeciwwirusowej gospodarza.

wykorzystując analizę drożdży 2-hybrydowych, Arimoto i in. (2007) wyizolowane RNF125 (610432) jako białko podobne do ubikwityny o aktywności ligazy E3, które wchodziło w interakcję z enzymem E2 UBCH8 (UBE2L6; 603890). Ponadto odkryli, że RIGI wchodzi w interakcję z UBCH8 i RNF125. Interakcja RIGI z RNF125 wymagała domeny karty i regionu C-terminala RIGI. Obniżenie poziomu RNF125 przez małe interferujące RNA obniżyło poziom RIGI i zapobiegło POLIUBIKWITYNACJI RIGI. Mutacja cys72 i cys75 rnf125 do ala zniosła jego zdolność do mediacji RIGI ubikwitynacji. IFNA upregulated expression of RNF125, UBCH5 (UBE2D1; 602961), and RIGI. Arimoto i in. (2007) stwierdził, że funkcja ubikwitynacji RNF125 służy jako negatywna droga regulacyjna dla produkcji IFN.

(2007) odkryli, że RIGI i LGP2 (608588), ale nie MDA5, skutecznie wiązały HCV RNA w celu nadania ekspresji IFNB. Po zakażeniu HCV i wiązaniu RNA RIGI zmienił się z monomeru w samo – kojarzące się białko, które również oddziaływało poprzez swoją domenę karty z IPS1 (HISPPD2A; 610979), aby sygnalizować geny reagujące na IRF3 i NFKB. Analiza mutacji wykazała, że domena Rigi C-terminal represor (RD) była wymagana do multimeryzacji RIGI i interakcji IPS1. Delecja RD powodowała konstytutywną sygnalizację do promotora IFNB, podczas gdy ekspresja samego RD zapobiegała sygnalizacji i zwiększała komórkową permisywność do HCV. Saito et al. (2007) zidentyfikował analogiczny RD W LGP2, który oddziaływał w trans z RIGI w celu ablacji samo-asocjacji i sygnalizacji. Doszli do wniosku, że RIGI jest receptorem rozpoznawania patogenu dla HCV, a jego RD jest kluczowym modulatorem obrony gospodarza kontrolującym zakażenie HCV i produkcję. Saito et al. (2007) zaproponował, że modulacja dynamiki interakcji RIGI/LGP2 może mieć implikacje terapeutyczne dla regulacji immunologicznej.

przez RT-PCR, Western blot i analizy mikroskopii fluorescencyjnej, Zhang i wsp. (2008) wykryto zwiększoną ekspresję RIGI w ludzkich i mysich komórkach białaczki szpikowej po indukowanym przez kwas retinowy końcowym różnicowaniu granulocytowym, co sugeruje, że ekspresja RIGI jest regulowana rozwojowo wraz z różnicowaniem mieloidalnym. U myszy z niedoborem Rigi rozwinęła się postępująca granulocytoza i przewlekła białaczka szpikowa (patrz CML; 608232). Postępująca granulopoeza była związana ze zmniejszoną ekspresją Icsbp1 (601565). Zhang et al. (2008) stwierdził, że RIGI odgrywa kluczową rolę regulacyjną w modulowaniu wytwarzania i różnicowania granulocytów.

RIGI to cytozolowe białko wielodomenowe, które wykrywa wirusowy RNA i wywołuje przeciwwirusową odpowiedź immunologiczną. Dwie domeny karty N-terminalowej przesyłają sygnał, a domena regulacyjna zapobiega sygnalizacji w przypadku braku wirusowego RNA. 5-prime-trifosforan i dsRNA są 2 wzorami molekularnymi, które umożliwiają RIGI rozróżnienie patogenne od self-RNA. Stosując jednocząsteczkowe wzmocnienie fluorescencji indukowane białkiem, Myong et al. (2009) odkrył silną aktywność translokacyjną dsRNA Rigi zasilaną adenozyną 5-prime triphosphate. Karty dramatycznie tłumią translokację w przypadku braku 5-trifosforanu prime, a aktywacja przez 5-trifosforan prime wyzwala Rigi do translokacji preferencyjnie na dsRNA w cis. Myong i in. (2009) stwierdził, że ta funkcjonalna integracja 2 wzorów cząsteczkowych RNA może dostarczyć środków do specyficznego wyczuwania i przeciwdziałania replikującym się wirusom.

Oshiumi i in. (2010) stwierdził, że RIPLET (rnf135; 611358) pośredniczy w poliubikwitynacji związanej z lys63 w domenie Rigi C-terminal represor i kartach N-terminal. Odkryli, że fibroblasty, makrofagi i komórki dendrytyczne od myszy Riplet -/- były wadliwe do produkcji IFN i innych cytokin w odpowiedzi na infekcję wirusami RNA, ale nie wirusami DNA. Brak Riplet zniósł aktywację Rigi podczas zakażenia wirusem RNA, a myszy Riplet -/- były bardziej podatne na zakażenie wirusem pęcherzykowego zapalenia jamy ustnej. Oshiumi et al. (2010) stwierdził, że RIPLET jest niezbędny do regulacji wrodzonej odpowiedzi immunologicznej za pośrednictwem RIGI przeciwko zakażeniu wirusem RNA in vivo.

Kok i in. (2011) zauważył, że RIGI ma strukturalne podobieństwo z DICER (606241), nukleazą typu RNase III, która pośredniczy w interferencji RNA i wymaga partnerów wiążących dsRNA, takich jak Pact (PRKRA; 603424), dla optymalnej aktywności. Wykazały one, że pakt fizycznie związany z domeną represji C-terminalnej RIGI i stymulował produkcję IFN typu i wywołaną RIGI. PACT nasilał aktywację RIGI przez poly (I:C) i wspomagał podtrzymywanie odpowiedzi przeciwwirusowych. Kok i in. (2011) stwierdził, że pakt odgrywa ważną rolę w inicjowaniu i podtrzymywaniu zależnych od RIGI odpowiedzi przeciwwirusowych.

Goubau i in. (2014) wykazał, że RIGI, kodowany przez DDX58, pośredniczy w odpowiedziach przeciwwirusowych na RNA zawierające 5-prime-difosforany (5-prime-pp), a także te zawierające 5-prime-trifosforany (5-prime-ppp). Genomy z reowirusów ssaków z termini 5-prime-pp, RNA 5-prime-pp wyizolowane z wirusa l-a drożdży i sparowane Zasady RNA 5-prime-pp wykonane w drodze transkrypcji in vitro lub syntezy chemicznej, wszystkie wiążą się z RIGI i służą jako agoniści RIGI. Ponadto, zależna od RNA RNA 5-prime-pp jest niezbędna do kontrolowania zakażenia reowirusem w hodowanych komórkach i u myszy. Goubau et al. (2014) stwierdził, że minimalnym wyznacznikiem rozpoznawania RIGI jest sparowany zasadowo RNA z 5-prime-pp. Takie RNA znajdują się w niektórych wirusach, ale nie w niezakażonych komórkach, co wskazuje, że rozpoznawanie RNA 5-prime-pp, podobnie jak 5-prime-PP RNA, działa jako silny środek rozróżniania siebie/nie-siebie przez wrodzony układ odpornościowy.

mutacje w tdp43 (TARDBP; 605078), w tym ala315-to-thr (a315t; 605078.0009), są rzadką przyczyną stwardnienia zanikowego bocznego (ALS10; 612069). Jednak patologia TDP43, która koduje białko rybonuklearne wiążące RNA biorące udział w przetwarzaniu RNA, jest powszechna w ponad 95% przypadków ALS. Transgeniczne myszy TDP43 A315T rozwijają degenerację neuronów ruchowych zależną od wieku i służą jako model ALS. Korzystanie z translacji oczyszczania powinowactwa rybosomu i analizy mikromacierzy, MacNair et al. (2016) odkryli, że kilka mRNA było nieprawidłowo regulowanych u 10-miesięcznych myszy objawowych TDP43 A315T w porównaniu z kontrolami typu dzikiego i 5-miesięcznymi przedobjawowymi myszami tdp32 a315t. Wśród błędnych mRNA był Ddx58, który był zwiększany ponad 2-krotnie u zmutowanych myszy. Analiza immunohistochemiczna wykazała nieprawidłowo zwiększoną ekspresję Ddx58 w cytoplazmie neuronów ruchowych u 10-miesięcznych myszy TDP43 A315T. Ekspresja ludzkiego DDX58 została również zwiększona w neuronach ruchowych i otaczających komórkach glejowych w rdzeniach kręgowych sporadycznych i rodzinnych pacjentów z ALS. Analiza immunoprecypitacji RNA wykazała, że Ddx58 był bezpośrednim celem tdp43 w transfekowanych mysich komórkach neuroblastoma.

struktura krystaliczna

aby zrozumieć synergię między helikazą a domeną represor dla wiązania RNA i udział hydrolizy ATP w aktywacji RIGI, Jiang i in. (2011) ustalił strukturę ludzkiej domeny represji helikazy RIGI w kompleksie z dsRNA i analogiem ATP. Domena represora helikazy organizuje się w pierścień wokół dsRNA, zamykając jeden koniec, jednocześnie kontaktując się z obiema nićmi za pomocą wcześniej nietypowych motywów w celu rozpoznania dsRNA. Rozproszenie promieni rentgenowskich o małym kącie, ograniczona proteoliza i różnicowa fluorymetria skaningowa wykazały, że RIGI jest w rozszerzonej i elastycznej konformacji, która kompaktuje się po wiązaniu RNA. Wyniki te dostarczyły szczegółowego obrazu roli helikazy w rozpoznawaniu dsRNA, synergii między domeną represor i helikazą w wiązaniu RNA oraz organizacji pełnej długości RIGI związanej z dsRNA i dostarczyły dowodów na zmianę konformacyjną po wiązaniu RNA. Struktura domeny represyjnej helikazy RIGI jest zgodna z translokacją dsRNA bez odwijania i kooperatywnego wiązania z RNA. Struktura dała bezprecedensowy wgląd w odporność wrodzoną i miała szerszy wpływ na inne obszary biologii, w tym interferencję RNA i naprawę DNA, które wykorzystują homologiczne domeny helikazy z DICER (606241) i FANCM (609644)

(2014) poinformował o strukturze krystalicznej tetrameru ludzkiej Rigi tandemowej aktywacji kaspazy i domeny rekrutacyjnej (2card) związanej przez 3 łańcuchy diubikwityny związanej z liz63 (K63-Ub2). 2CARD składa się w spiralny tetramer przypominający „podkładkę blokującą”, w którym powierzchnia tetrameryczna służy jako platforma sygnalizacyjna do rekrutacji i aktywacji dolnej cząsteczki sygnalizacyjnej, MAVS (609676) Łańcuchy ubikwityny są związane wzdłuż zewnętrznej krawędzi trajektorii spiralnej, łącząc sąsiednie podjednostki 2card i stabilizując tetramer 2card. Połączenie analiz strukturalnych i funkcjonalnych wykazało, że zdolność wiązania dyktuje swoistość wiązania K63 i długość łańcucha 2card, a kowalencyjna koniugacja ubikwityny 2card dodatkowo stabilizuje interakcję Ub-2card, a tym samym tetramer 2card.

zespół Singletona-Mertena 2

w dużej 4-pokoleniowej rodzinie koreańskiej z jaskrą, zwapnieniem aorty i zastawek oraz anomaliami szkieletowymi (SGMRT2; 616298), Jang et al. (2015) zidentyfikował heterozygotyczność mutacji missense w genie DDX58 (E373A; 609631.0001), który segregował się z chorobą. Dotknięte osoby z innej koreańskiej rodziny z SGMRT2, które wykazywały tylko jaskrę i anomalie szkieletowe, były heterozygotyczne z powodu innej mutacji missense w DDX58 (C268F; 609631.0002). Analiza czynnościowa wykazała, że obie mutacje powodują konstytutywną aktywację i powodują zwiększoną aktywność interferonu oraz stymulowaną interferonem ekspresję genów.

skojarzenia oczekujące na potwierdzenie

ze względu na 2 do 10% pierwotny wskaźnik niepowodzenia szczepienia przeciw odrze i znaczenie odporności wrodzonej w zapobieganiu lub zmniejszaniu replikacji wirusa i rozprzestrzenianiu się aż do adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej w celu wyeliminowania wirusa, Haralambieva i wsp. (2011) przeprowadził kompleksowe badanie Stowarzyszenia genów kandydujących w zróżnicowanej rasowo kohorcie 745 zdrowych uczniów w Minnesocie, którzy mieli 2 dawki szczepionki przeciw odrze. Warianty w obrębie DDX58 były związane z odmianami przeciwciał specyficznych dla odry u osób rasy kaukaskiej. Cztery polimorfizmy DDX58 w nierównowadze wysokiego wiązania były również związane z różnicami w wydzielaniu IFNG specyficznym dla odry i IL2 (147680) u osób rasy kaukaskiej. ADAR (146920)warianty miały również rolę w regulacji specyficznych dla Odry odpowiedzi IFNG u kaukaskich. Dwa introniczne SNP oas1 (164350) były związane ze zwiększonym poziomem przeciwciał neutralizujących u Afroamerykanów. Haralambieva et al. (2011) stwierdził, że wiele genów odporności wrodzonej i warianty genetyczne są prawdopodobnie zaangażowane w modulowanie adaptacyjnej odpowiedzi immunologicznej na żywą atenuowaną szczepionkę przeciw odrze u rasy kaukaskiej i Afroamerykanów.

(2005) generated Rigi-deficient mice and, using cells from these mice, found that Rigi, and not the TLR system, played an essential role in antiviral responses in fibroblasts and conventional dendritic cells (DCs). W przeciwieństwie do tego, odpowiedzi przeciwwirusowe w plazmacytoid DCs, które wytwarzają obfite IFNA (147660), korzystały z systemu TLR, głównie Tlr7 (300365) i Tlr9 (605474), a nie Rigi. Myszy Rigi -/- rzadko przetrwały do porodu, a badanie histologiczne dnia zarodkowego-12,5 myszy wykazało masywne zwyrodnienie wątroby. Ocaleni mieli opóźnienie wzrostu i zmarł w ciągu 3 tygodni po urodzeniu.

używanie myszy z niedoborem MDA5 (606951), Kato i in. (2006) pokazał, że MDA5 i RIG1 rozpoznają różne typy dwuniciowych RNA: MDA5 rozpoznaje poliinozyno-policytydylowy kwas i RIG1 wykrywa in vitro transkrybowane dwuniciowe RNA. Wirusy RNA są również różnie rozpoznawane przez RIG1 i MDA5. Kato i in. (2006) stwierdził, że RIG1 jest niezbędny do produkcji interferonów w odpowiedzi na wirusy RNA, w tym paramyksowirusy, wirus grypy i japoński wirus zapalenia mózgu, podczas gdy MDA5 ma kluczowe znaczenie dla wykrywania pikornawirusów. Ponadto, myszy Rig1-null i Mda5-null są bardzo podatne na zakażenie tymi wirusami RNA w porównaniu z myszami kontrolnymi. Kato i in. (2006) stwierdził, że zebrane razem Dane pokazują, że RIG1 i MDA5 rozróżniają różne wirusy RNA i są krytyczne dla odpowiedzi przeciwwirusowych gospodarza.